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국내 연구진이 차세대 발광물질로 주목받고 있는 청색광을 구현할 친환경 대체소재를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀은 납이온이 없이도 우수한 색 표현력과 높은 발광효율을 가질 수 있는 친환경 대체소재 개발에 성공했다.
연구팀은 연구에서 유로퓸 이온으로 페로브스카이트(Perovskite)의 납이온을 대체함으로써 우수한 색 표현력과 높은 발광효율을 동시에 갖는 발광 소재를 개발할 수 있음을 보였다.
연구팀은 개발한 세슘 유로퓸 브로마이드 페로브스카이트 나노결정은 420-450나노미터 파장 영역에서의 진청색 발광특성을 보였으며 약 40%의 높은 발광효율과 24 nm의 매우 좁은 발광 스펙트럼 반치폭을 나타냈다.
반치폭은 스펙트럼의 최대값 절반 높이에서의 두 점 사이의 거리로, 발광색상의 선명도를 평가하는 지표이며 광원의 발광 스펙트럼이 좁을수록 디스플레이에서 선명한 색 표현이 가능하기에 차세대 디스플레이 소재로의 높은 개발 가능성을 보여준 결과로 분석된다.
이밖에 연구팀은 유로퓸 기반 나노결정의 구조적, 광학적 특성이 합성 과정에서 사용된 유기 리간드(암모늄 계열 및 포스핀 계열)에 따라 크게 바뀌는 현상을 처음으로 규명했다.
조힘찬 교수는 “그동안 어려웠던 친환경 비납계 페로브스카이트 소재 연구의 돌파구를 제시하는 결과”라며 “차세대 디스플레이 및 광학소자 개발의 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대되며 추후 연구를 통해 소재의 광학적 특성과 공정성을 더욱 향상시킬 계획”이라고 강조했다.
연구 성과는 국제 나노과학 분야 학술지 ACS Nano 온라인판에 10월17일 게재됐고 11월호 부록 표지로 출판될 예정이다. (강)